談概念轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)中認(rèn)知沖突的創(chuàng)設(shè)

姚國(guó)平

[摘 要]

認(rèn)知沖突是實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變的契機(jī)與條件。在生物學(xué)概念學(xué)習(xí)中，實(shí)踐反思、預(yù)測(cè)結(jié)論、討論交流、閱讀體悟是引發(fā)認(rèn)知沖突的重要方法。

[關(guān)鍵詞]

認(rèn)知沖突;概念轉(zhuǎn)變;生物教學(xué)

認(rèn)知沖突是指人在原有的觀念與新經(jīng)驗(yàn)之間出現(xiàn)對(duì)立性矛盾時(shí)而感受到的疑惑、緊張和不適的狀態(tài)。[1]學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí)，總是試圖以原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)來(lái)同化或理解新知識(shí)，當(dāng)學(xué)生原有知識(shí)與新知識(shí)不一致，或者原有知識(shí)不足以解釋新現(xiàn)象時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生認(rèn)知沖突。當(dāng)學(xué)生經(jīng)歷認(rèn)知沖突時(shí)，他們將采用同化或順應(yīng)的過(guò)程來(lái)建構(gòu)或改變其認(rèn)知結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)便發(fā)生了。

1982年，波斯納等人提出的概念轉(zhuǎn)變模型（CCM）認(rèn)為，學(xué)習(xí)者原來(lái)的概念要發(fā)生轉(zhuǎn)變需要滿足以下四點(diǎn)：（1）學(xué)習(xí)者對(duì)當(dāng)前的概念產(chǎn)生不滿。（2）新概念的可理解性。（3）新概念的合理性。（4）新概念的有效性。[2]根據(jù)波斯納的概念轉(zhuǎn)變模型，對(duì)前科學(xué)概念的不滿意是促使學(xué)生概念轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵因素。因此，在生物課堂教學(xué)中，利用引發(fā)認(rèn)知沖突的方法來(lái)促進(jìn)概念轉(zhuǎn)變，對(duì)于糾正學(xué)生的錯(cuò)誤觀念是一種極為有效的教學(xué)策略。

一、在實(shí)踐反思中引發(fā)認(rèn)知沖突，實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變

知識(shí)是在實(shí)踐中對(duì)客觀事物的能動(dòng)反映，人的認(rèn)識(shí)是從感性認(rèn)識(shí)飛躍到理性認(rèn)識(shí)再回到實(shí)踐的辯證發(fā)展過(guò)程。實(shí)踐具有開(kāi)放性的特點(diǎn)，在實(shí)踐過(guò)程中常常會(huì)出現(xiàn)一些意料之外的或與生活經(jīng)驗(yàn)相違背的事件、現(xiàn)象，面對(duì)這一切，學(xué)生往往難以用原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)去同化或解釋，從而引發(fā)認(rèn)知沖突。一旦學(xué)生認(rèn)識(shí)到自己的前概念是有瑕疵的，就會(huì)自覺(jué)予以放棄，萌發(fā)修正或重構(gòu)新的科學(xué)概念的欲望，達(dá)到概念轉(zhuǎn)變的目的。

生物學(xué)是一門自然科學(xué)，科學(xué)實(shí)驗(yàn)是最基本的實(shí)踐活動(dòng)，由實(shí)驗(yàn)引發(fā)的認(rèn)知沖突極易激起學(xué)生的探究熱情。例如，有位教師在組織學(xué)生學(xué)習(xí)“生物的特征”時(shí)，探查出學(xué)生的錯(cuò)誤前概念：植物吸收二氧化碳放出氧氣，而不會(huì)吸收氧氣放出二氧化碳。教師據(jù)此創(chuàng)設(shè)了如下實(shí)驗(yàn)：首先拿出一個(gè)已經(jīng)黑暗處理一晝夜的、裝有綠豆苗的密封大玻璃瓶，同時(shí)提問(wèn)：“如果植物只放出氧氣不吸收二氧化碳，那么瓶中的氧氣含量會(huì)發(fā)生怎樣的變化呢？”學(xué)生很快推測(cè)出“會(huì)增多”。接著，點(diǎn)燃一支短蠟燭，將其快速伸入瓶中，結(jié)果蠟燭立刻熄滅。按照學(xué)生已有認(rèn)知水平，氧氣增多蠟燭應(yīng)該燃燒得更旺才對(duì)，可事實(shí)恰恰相反，瓶中原有空氣中的氧氣已被綠豆苗吸收得所剩無(wú)幾才導(dǎo)致了蠟燭的立刻熄滅。這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與學(xué)生的預(yù)期產(chǎn)生了反差，導(dǎo)致心理失衡，隨即引發(fā)了強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突，激起了學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)新概念的愿望。

二、在預(yù)測(cè)結(jié)論中引發(fā)認(rèn)知沖突，實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變

學(xué)生在活動(dòng)或認(rèn)知的過(guò)程中，不是被動(dòng)地等待結(jié)果，而是能動(dòng)地對(duì)行為的結(jié)果做出預(yù)期，而行為的實(shí)際結(jié)果與人的預(yù)期有時(shí)是不一致的。如果學(xué)生現(xiàn)有的認(rèn)知與現(xiàn)實(shí)之間發(fā)生沖突，學(xué)生就可能產(chǎn)生高漲的熱情;如果學(xué)生的想法與事實(shí)發(fā)生沖突，那么他就有可能不斷地自發(fā)修正自己的觀點(diǎn);如果學(xué)生的猜測(cè)是建立在現(xiàn)有認(rèn)知水平及生活經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的，那么他們就可能產(chǎn)生爭(zhēng)論的沖動(dòng)。因此，教師應(yīng)該立足于學(xué)生的客觀實(shí)際，從學(xué)生的非智力因素入手，推動(dòng)沖突的順利創(chuàng)設(shè)。[3]由此，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的探究欲望，為概念的轉(zhuǎn)變創(chuàng)設(shè)最佳時(shí)機(jī)。

例如，關(guān)于“基因傳遞中染色體數(shù)量的變化”，教

師首先可以通過(guò)板畫的形式復(fù)習(xí)基因、DNA、染色體、細(xì)胞核的的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)“子代的性狀則是由基因控制的，基因是包含遺傳信息的DNA片段，位于染色體中，通過(guò)遺傳，子代實(shí)質(zhì)上是獲得了親代的遺傳物質(zhì)”，然后根據(jù)生殖過(guò)程示意圖提問(wèn)：假設(shè)父母雙方體細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)量都是46條，那么子女的體細(xì)胞內(nèi)染色體是多少條？學(xué)生根據(jù)精卵結(jié)合的過(guò)程，預(yù)測(cè)的結(jié)論是92條。教師追問(wèn)：那么子女的子女呢？……這顯然有悖于常理，這樣就在新、舊知識(shí)的銜接處產(chǎn)生了矛盾，形成強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突，誘導(dǎo)學(xué)生急于一探究竟，這樣，教師就可以順?biāo)浦厶峁┫铝行畔ⅲ嚎茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn)，在每種生物細(xì)胞的細(xì)胞核中，都含有一定數(shù)量的染色體，人的體細(xì)胞內(nèi)是46條，兔的體細(xì)胞內(nèi)是44條，番茄的體細(xì)胞內(nèi)是24條。依據(jù)圖示，精子和卵細(xì)胞中染色體數(shù)是多少？學(xué)生馬上推測(cè)出是23條。由此，就建構(gòu)了這樣的概念：在形成生殖細(xì)胞的時(shí)候，隨著細(xì)胞分裂，染色體平均分配，也就是染色體數(shù)量減半，在形成受精卵的時(shí)候，精子和卵細(xì)胞融合，染色體數(shù)量成倍增加，這樣就保證了染色體數(shù)量的恒定。

三、在討論交流中引發(fā)認(rèn)知沖突，實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變

社會(huì)建構(gòu)理論認(rèn)為，具有共同意義的物體只有通過(guò)社會(huì)交往而存在，概念在社會(huì)交往中被交換、探索和加強(qiáng)。古希臘教育家蘇格拉底在與學(xué)生談話的過(guò)程中，一般不直接論斷其是非，而是通過(guò)討論問(wèn)答等方法引出學(xué)生對(duì)事件的觀點(diǎn)，而后引導(dǎo)至一個(gè)顯然的矛盾，從而使學(xué)生對(duì)他自己的信念產(chǎn)生沖突，最后逐步誘導(dǎo)學(xué)生自己得出正確的答案。由于學(xué)生原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)具有個(gè)體差異性，所以，每一個(gè)學(xué)生在面對(duì)同一主題時(shí)，也會(huì)形成不同的理解。在概念教學(xué)中，教師可引導(dǎo)學(xué)生與同學(xué)、老師就某一問(wèn)題進(jìn)行討論，當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己所持的觀念與他人不同時(shí)，他們往往會(huì)對(duì)自己先前所持有的觀念產(chǎn)生懷疑，進(jìn)而產(chǎn)生認(rèn)知沖突和求知心理，此時(shí)學(xué)生較易接受新的、正確的科學(xué)概念。

例如，動(dòng)脈和動(dòng)脈血、靜脈和靜脈血是相近概念，受術(shù)語(yǔ)的影響，學(xué)生會(huì)很容易形成“動(dòng)脈內(nèi)流的是動(dòng)脈血，靜脈內(nèi)流的是靜脈血”的前概念，而忽略了在肺循環(huán)中“動(dòng)脈內(nèi)流的是靜脈血，靜脈內(nèi)流的是動(dòng)脈血”。在初步理清血液循環(huán)這一生理過(guò)程后，教師可組織學(xué)生對(duì)“動(dòng)脈內(nèi)流的是動(dòng)脈血，靜脈內(nèi)流的是靜脈血”這一命題進(jìn)行討論，大部分學(xué)生認(rèn)為這一說(shuō)法是正確的，也有少數(shù)學(xué)生認(rèn)為是錯(cuò)誤的，認(rèn)知沖突不可避免地產(chǎn)生。針對(duì)不同的觀點(diǎn)，學(xué)生各自提供有力的證據(jù)來(lái)佐證，最終取得了一致的意見(jiàn)，即這一命題缺失了相應(yīng)的前提條件——在體循環(huán)內(nèi)。這樣，在討論、交流中，模糊的概念逐步清晰，錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)最終得到糾正。

四、在閱讀體悟中引發(fā)認(rèn)知沖突，實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變

建構(gòu)主義認(rèn)為，知識(shí)不是通過(guò)教師傳授得到的，而是學(xué)習(xí)者利用必要的學(xué)習(xí)材料，通過(guò)建構(gòu)意義的方式獲得的。閱讀就是學(xué)生與文本相互對(duì)話而產(chǎn)生新意義的動(dòng)態(tài)過(guò)程。學(xué)生通過(guò)解讀文本所吸收的知識(shí)信息一旦與原有知識(shí)結(jié)構(gòu)相互矛盾，就會(huì)產(chǎn)生心理失衡，引發(fā)認(rèn)知沖突，在試圖修復(fù)過(guò)程中，新的意義重新建構(gòu)，前科學(xué)概念得以順利轉(zhuǎn)變。因此，在教學(xué)中，教師要尊重學(xué)生的體驗(yàn)，誘發(fā)學(xué)生對(duì)文本進(jìn)行探究，與文本對(duì)話，然后通過(guò)多種途徑的交流，達(dá)到更大視界的融合，產(chǎn)生更深層次的意義，有力促使學(xué)生概念的習(xí)得朝著嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的方向發(fā)展。

例如，教材對(duì)“病毒”的科學(xué)概念的描述是客觀、公正、全面的，它不僅有“利”的一面，也有“害”的一面。但在日常生活中，學(xué)生接觸的大都是“病毒能使人類發(fā)生疾病，病毒對(duì)人類有害”的一面信息，這種片面的認(rèn)識(shí)形成了錯(cuò)誤的前科學(xué)概念。為了激發(fā)學(xué)生頭腦中原有的錯(cuò)誤觀念與新信息之間的矛盾，在教學(xué)中，教師可以轉(zhuǎn)載網(wǎng)易的一則新聞：“2010年4月25日，世界首例生物病毒殺蟑餌劑‘拜樂(lè)在武漢全新亮相。中國(guó)衛(wèi)生有害生物防治協(xié)會(huì)專家委員會(huì)委員蔣洪教授介紹，拜樂(lè)主要成分是蟑螂病毒與蟑螂信息素。餌劑內(nèi)的信息素引誘蟑螂取食并感染病毒，染病蟑螂爬回巢穴傳播病毒，3～7天達(dá)到死亡高峰期，未染病蟑螂吞噬病死的蟑螂，并相繼感染病毒死亡。雌性蟑螂染上病毒后通過(guò)卵鞘將病毒傳給下一代，產(chǎn)生‘多米諾連鎖反應(yīng)，從而達(dá)到‘一蟑螂染病、病及種群、成蟲(chóng)幼蟲(chóng)、一網(wǎng)打盡的效果?！盵4]通過(guò)對(duì)這樣一個(gè)具體事實(shí)的解讀，學(xué)生獲得的信息勢(shì)必會(huì)和生活經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生對(duì)立，從而引發(fā)認(rèn)知沖突，誘使學(xué)生主動(dòng)修復(fù)原有的片面認(rèn)識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)概念的徹底轉(zhuǎn)變。

總之，認(rèn)知沖突就是在學(xué)生的認(rèn)知心理上造成差異與不平衡。為此，教師必須充分了解學(xué)生相關(guān)學(xué)科的原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)背景，并充分運(yùn)用學(xué)生的原有概念創(chuàng)設(shè)教學(xué)中的認(rèn)知沖突情境，引起學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)上的不平衡，以此作為引發(fā)學(xué)生進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)的契機(jī)。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]陳琦，劉儒德.當(dāng)代教育心理學(xué)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2007.

[2]袁維新.科學(xué)概念的建構(gòu)性教學(xué)模式與策略探析[J].教育科學(xué)，2007，23（1）.

[3]王彥明.論課堂沖突的意義及建構(gòu)[J].當(dāng)代教育科學(xué)，2008（23）.

[4]世界首例生物病毒殺蟑餌劑“中國(guó)造”[EB/OL].http：//news.163.com/10/0427/12/659DS93T000146BC.html，2010-4-27.

（責(zé)任編輯：符 潔）